Прошло исследование: Эдисон случайно получил графен за 125 лет до его открытия

В журнале ACS Nano опубликовано исследование учёных из Университета Райса, которые пересмотрели эксперименты Томаса Эдисона по созданию лампы накаливания 1879 года. Анализ показал, что технологические процедуры, использованные изобретателем, могли привести к образованию графеноподобных структур, включая турбостратический графен. Такой материал официально описали лишь в 2004 году, что подчёркивает ценность междисциплинарного подхода и анализа старых патентов.

Как реконструировали эксперименты XIX века

Команда под руководством профессора Джеймса Тура повторила условия, близкие к тем, в которых работал Эдисон. Углеродные нити в экспериментальном образце лампы нагревались электрическим током напряжением 110 вольт в течение 20 секунд — это соответствовало технологиям конца XIX века. Ожидалось образование графита, однако исследования показали формирование новой углеродной фазы с необычными свойствами.

Тур отметил, что воспроизведение старых опытов с применением современных методов выявляет скрытые возможности исторических исследований и демонстрирует трансформацию простых углеродных структур под действием электричества. Первый автор работы Лукас Эдди сообщал, что его задачей было создание более дешёвых методов синтеза графена. Он обратил внимание на старые углеродные нити Эдисона и установил, что кратковременный нагрев мог приводить к образованию турбостратического графена.

Что известно о турбостратическом графене

Турбостратический графен отличается хаотичным расположением слоёв углерода, что влияет на его механические и электрофизические свойства. Он прочный, гибкий, устойчивый к внешним воздействиям и применим в аккумуляторах, композитах и наноэлектронике.

Современный синтез подобных структур часто основан на джоулевом нагреве — коротком воздействии температур 2000–3000 °C. Учёные предполагают, что в опытах Эдисона могли возникать сравнимые условия, что делало образование графеноподобных фаз возможным.

Методы анализа и результаты

После экспериментов нити изменили цвет с тёмно-серого на серебристый, что указывало на изменение структуры материала. Оптическая микроскопия и рамановская спектроскопия зафиксировали участки, где присутствовали графеновые структуры. Тур подчёркивал, что их появление было кратковременным, однако факт образования подтверждает потенциал исторических технологий.

Значение исследования

Работа демонстрирует, что анализ старых научных записей может привести к обнаружению ранее неизвестных материалов. Учёные считают, что углеродные структуры, подвергающиеся краткому электрическому нагреву, способны формировать сложные углеродные фазы, о которых в XIX веке не могли знать.

Профессор Тур указывал, что подобные открытия подчёркивают необходимость междисциплинарного подхода и показывают, что в исторических архивах могут скрываться другие инновации, которые удастся обнаружить с помощью современных методов.

Исследование расширяет понимание возможностей экспериментов XIX века и подтверждает, что новые материалы иногда возникают задолго до того, как наука сможет их распознать.